铜钼矿作为重要的金属资源,在工业领域中占据着举足轻重的地位。钼作为一种特殊的金属元素,广泛应用于航空、机械制造、国防工业等领域;铜则在电力、轻工、机械、建筑、国防等领域发挥着重要作用。我国的钼储量居世界前列,但铜钼矿资源状况却不容乐观。我国铜钼矿资源特点显著,品位普遍偏低,多属低品位矿床,其中低品位矿床(小于0.1%)储量占比高达 65%。同时,伴生有益组分多,经济价值高,约64%的钼作为主矿产还伴生有其它有用组分。
然而,我国铜钼矿选矿面临着诸多挑战。一方面,矿石品位低使得选矿难度加大,需要更加复杂的工艺和技术来提高回收率。另一方面,嵌布粒度细导致矿物解离困难,分离难度增大。这些都给铜钼矿选矿带来了巨大的压力。本文为您介绍铜钼矿选矿常用的选矿工艺、铜钼矿分离要点,及选矿药剂的研究进展。
1、混合浮选工艺流程
全混合浮选工艺流程:在铜钼硫嵌布粒度较细时,采用捕收力较强的捕收剂,于粗磨条件下进行铜钼硫混合浮选。以德兴铜矿泗州选厂为例,其流程为一段粗磨 - 混合浮选 - 粗精矿再磨 - 铜钼与硫分离 - 尾矿选硫 - 铜钼分离。这种工艺流程能在一定程度上应对复杂的矿石性质,但也存在一些问题,如对磨矿细度要求较高,且后续的分离过程需要精确控制药剂用量和操作条件。
部分混合浮选工艺流程(铜钼对硫优先):通过使用高选择性的铜钼矿物捕收剂,优先选出铜钼矿物。如内蒙古乌努格土山(乌山)选矿厂,其流程为一段粗磨 - 铜钼对硫优先浮选 - 尾矿选硫(直接抛尾)- 铜钼混合精矿铜钼分离。此流程的优势在于能够减少后续铜钼分离的难度,提高选矿效率。但对捕收剂的选择性要求极高,否则可能导致铜钼矿物回收率降低。
2、部分快速优先浮选工艺流程
优先快速浮出钼矿物和部分浮选速度快的铜矿物,遵循 “早收快收” 原则,再强化回收浮选速度慢的铜矿物和硫矿物。快速优先选出的铜钼混合精矿进行铜钼分离,铜硫混合精矿进行铜硫分离。此流程可减少铜钼分离时铜矿物量,降低铜钼分离难度,使流程易于控制。例如,德兴铜矿大山选厂采用此工艺流程,取得了较好的效果。它能够在保证铜钼矿物回收率的同时,提高选矿效率,降低生产成本。
3、等可浮浮选工艺流程
先浮选矿石中钼矿物以及浮选速度快的铜矿物,然后再强化浮选速度慢的铜矿物和硫矿物。分为铜钼等可浮 - 铜硫混合浮选和铜钼等可浮 - 铜强化浮选两种。如黑龙江省多宝山铜钼矿选矿厂采用 “铜钼等可浮 - 铜钼分离 - 等可浮尾矿强化浮选铜” 的工艺流程,现场取得较好指标。这种工艺流程能够根据矿物的可浮性差异进行选择性浮选,提高矿物的回收率和品位。
铜钼分离是开发大型铜钼矿的技术难点之一。
1、药剂的残留问题较为突出,铜钼混浮过程中会夹带着大量残余的捕收剂,影响铜钼的分离。为解决这一问题,需要增加对矿物表面的解析,对混合精矿进行脱药,但这又增大了工艺复杂性,且药剂用量在一定程度上也影响后续分离。
2、混合精矿的再磨也是一个难题。铜钼混合浮选过程中由于单体未完全解离,常夹带上其他连生体,而且辉钼矿嵌布粒度一般较细,粗精矿常需要再磨。然而,再磨容易带来过粉碎、泥化等问题,脉石和矿物相互吸引、凝聚,出现矿物被 “矿泥罩盖” 现象,从而抑制矿物浮选,降低精矿回收率。
3、铜钼矿石中含有其他可浮性接近的有用矿物,使流程变得更加复杂,添加更多的抑制剂,也影响铜钼的分离。部分细粒的脉石矿物精选多次后亦同钼矿物一起上浮,降低精矿品位。在正常 pH 下,某些离子也会影响矿物的浮选行为,如钙离子可以活化硫化铜,影响铜钼分离,同时还能压缩捕收剂吸附空间,降低辉钼矿的可浮性,降低回收率。
1、捕收剂选择原则
捕收剂在铜钼矿选矿中起着至关重要的作用。在选择捕收剂时,需统筹考虑矿石中铜矿物、钼矿物和黄铁矿等金属矿物可浮性的差异。例如,世界矿山老龄化趋势严重,全球约一半铜矿山矿龄已超 50 年,以智利为例,其铜矿品位持续下滑,这对选矿提出了更高要求。而我国钼矿大多数与铜矿伴生,使得矿物可浮性差异更为复杂。
对于捕收剂的捕收力和选择性要恰当,捕收力不宜过强,能够满足铜矿物的捕收即可,否则在铜钼分离时会造成铜矿物难以抑制。目前应用较多的捕收剂是复配的药剂,它可以很好兼顾铜矿物和钼矿物的捕收。
组合用药效果往往比单一用药浮选效果好,不仅可提高目的矿物的回收,还可降低浮选药剂用量及选矿成本。常用的捕收剂为黄药类、黑药类、硫氨酯类、硫氮酯类、黄药酯类等。为保障钼矿物的回收,有时需添加部分钼矿物捕收剂,辉钼矿常用的捕收剂为非极性烃类油。
2、抑制剂的作用
在铜钼分离浮选中,世界各国大都采用抑铜浮钼的方案,合理选择铜矿物的抑制剂就显得尤为重要。传统的铜钼分离铜抑制剂主要有硫化钠类、诺克斯类、氰化物类、氧化剂类及巯基乙酸类。但这些传统抑制剂存在一些问题,如氰化物有剧毒,硫化物用量大、稳定性差,诺克斯药剂存在磷、砷会污染精矿,泡沫难以控制,污染环境等缺点。
近年来,一系列新型抑制剂见诸报道。如 PGA、HXM、YF212、YF851、CM1、TS、DPS,M8(乌山),北京矿冶研究总院抑制剂:BK510 系列、BK511 系列等。这些新型抑制剂在一定程度上改善了铜钼分离效果。
合理选择抑制剂能够有效提高铜钼分离效果,减少药剂用量,降低成本,同时满足环保要求。在实际应用中,根据不同的矿石性质和选矿工艺,选择合适的抑制剂至关重要。
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